為你的應用選擇合適的高壓MOSFET

　　RэJA= RэJC+RэCS+RэSA 算式 3

　　RэJC 是接面至管殼(junction to case)熱阻，與裸晶的尺寸有關。RэCS是管殼至散熱器(case-to-sink)熱阻，與熱界面及電氣隔離有關，是用戶參數。RэSA是散熱器至環境熱阻，主要與散熱器及空氣流動有關。

　　半導體數據手冊一般提供離散封裝的接面至管殼熱阻與接面至散熱器熱阻。數據手冊里也常常會提供接面至環境熱阻，但其假設條件是沒有散熱器而且部件安裝在靜止空氣中的電路板上，或者對于一些表面安裝組件，假設安裝在確定鋪銅量的電路板上。在大多數情況下，確定管殼至散熱器熱阻以及散熱器至環境熱阻是由電源工程師負責的。

　　熱阻的重要性表現在多個方面，包括組件的額定電流，如下表所示。表中列出的三種不同600V部件的額定電流均為7A，但彼此的RDS(on)值與RэJC值相差極大。由于MOSFET的額定電流完全由傳導損耗公式決定，因此熱阻降低的影響十分明顯。

　　因此，選擇正確的部件實際上取決于你打算如何使用這些部件，打算采用什么開關頻率，什么拓撲結構和應用中的導熱路徑，當然，還要考慮你準備接受的成本。

　　一些通用的指引是，在沒有寄生二極管恢復損耗的功率因子校正(PFC)和返馳式應用中，如果滿足效率要求所需的RDS(on)大于1Ω，先進的平面制程是更好的解決方案，例如UniFET (II)、QFET 或 CFET。這主要是因為較低的RэJC有助于MOSFET部件保持較低溫度。對于這種較大RDS(on)的需求，由于邊緣終端的緣故，電荷反射型部件的活動區只占整個裸晶面積的較小比例。參見圖1和圖2。對于這些應用，平面MOSFET，即使硅片尺寸稍大，也是成本較低的制程，此外兩者封裝成本也差不多。

　　對于需要反向恢復的應用，除RDS(on)和 RэJC值之外，還必須關注寄生二極管的其它特性，這一點是非常重要的。采用先進平面技術與新型電荷平衡技術的MOSFET部件都具有更好的寄生二極管特性。這些部件系列包括采用先進平面技術的UniFETTM FRFETTM和Ultra FRFET II ，以及采用新型電荷平衡技術的SuperFET MOSFET和 SupreMOS MOSFET。

　　在需要最低RDS(on)與快速開關的應用中，新的平衡型部件，比如SupreMOS與SuperFET，可提供最大的優勢。由于閘極電荷、RDS(on)和RэJC的崩潰值各有差異， 一般而言，SuperFET在RDS(on)要求為0.5-1Ω時具有最大優勢;而SuperMOS在RDS(on)低于0.5Ω時優勢明顯，這一差異也是由于熱阻的影響。

　　由于節約1W電比發1W電更有價值，功率電子工程師將繼續致力于在每個應用中采用更高效的解決方案。我們必須謹記，影響功耗的因素有很多，包括電路拓撲和MOSFET上的應力。同時MOSFET的阻抗損耗、開關損耗以及熱特性也非常重要。

　　隨著開關頻率的提高，開關損耗(可能包括寄生二極管恢復)也增加了，在某些拓撲中，這些損耗可能比”RDS(on)”造成的傳導損耗更顯著。即使在開關損耗最小的諧振拓撲中，MOSFET的寄生二極管也作用重大，如果它的反向恢復時間”trr”太長，就可能無法獲得內在拓撲提供的效率優勢。因此，透徹了解公式1、2、3，并掌握如何把它們運用到你的應用中，將能夠幫助你選擇具有正確特性的MOSFET，最終實現更高效的解決方案。在所有應用中，使MOSFET保持盡可能低的溫度將有助于提高電源的效率。這是因為RDS(on)和 Qrr 隨溫度增加而增加，所以，在更高效的設計中，密切關注熱路徑及其所有組件非常關鍵。